Диагностика тормозной системы. Методы устранения вибрации и шума

Как показывает практика, чаще всего автовладелец оказывается недоволен работой тормозов, жалуясь на вибрации и шум, возникшие после обслуживания тормозной системы, например после смены колодок.  Стремясь помочь мастерам СТО быстро разобраться с причинами возникновения шума и вибрации и, самое главное, не допустить их возникновения в дальнейшем, специалисты компании Federal-Mogul тщательно проанализировали причины возникновения вибрации и шума при торможении. Затем они разработали алгоритм действия мастера, позволяющий работать быстро и в то же время не упустив в работе тормозной системы ни одной мелочи, устранить любые причины их возникновения и не допустить появления вибрации или шума после обслуживания тормозов автомобиля. Здесь мы публикуем краткое изложение результатов этой работы.

Часть 1

Вибрация

Симптом. Вибрация, возникающая при торможении. При нажатии на педаль тормоза возникает вибрация на рулевом колесе и/или на педали тормоза.

Причина №1. Биение ступицы и/или диска.

Следствие 1. Биение диска, возникшее из-за установки тормозного диска на ступицу с перекосом. Причиной такого перекоса часто становится наличие ржавчины или загрязнения поверхности ступицы, в результате чего не удается достичь правильного прилегания опорных поверхностей диска и ступицы.

Способ устранения. Снять диск, осторожно очистить поверхность ступицы от ржавчины и загрязнений и произвести повторную установку диска. Проверить биение на периферийной рабочей  части диска с помощью микрометра, закрепленного на магнитном основании. При превышении значения биения 0,1 мм попробовать переустановить диск, повернув его на 90 или 180 градусов относительно ступицы, если конфигурация крепежных отверстий позволяет это сделать. Если проблема остается, то необходимо заменить тормозной диск.

Следствие 2. Биение диска вызвано избыточным моментом затяжки (дефект проявляется с первого же торможения).

Способ устранения. Заменить диск. При установке не допускать его перетяжки, контролировать момент затяжки динамометрическим ключом. Не пользоваться пневмо- и электрогайковертами.

Следствие 3. Биение диска вызвано деформацией ступицы (например, после сильного удара колесом о препятствие).

Способ устранения. Перед установкой нового диска необходимо проверить биение ступицы с помощью микрометра. При превышении максимально допустимой величины биения 0,05 мм необходимо провести замену или обслуживание ступицы.

Следствие 4. Похожие вибрации могут быть вызваны биением колеса.

Способ устранения. Проверить биение диска колеса циферблатным индикатором. При наличии повышенного биения заменить диск колеса. Проверить наличие проставки между ступицей и легкосплавным диском (если она предусмотрена конструкцией), поскольку бывает, что она теряется или деформируется. Если проставка на месте, а биение выше нормы, диск следует заменить.

Причина №2. Сильный перегрев и деформация диска. (Значительное повышение температуры – как правило, свыше 650 градусов – может вызвать структурные изменения металла тормозного диска, сопровождающиеся обычно волнообразной пластической деформацией рабочей поверхности диска; эти волны, в свою очередь, приводят к прерывистому соприкосновению между колодками и диском и создают вибрации.)

Следствие 1. Проверить диск на наличие последствий перегрева – пятен синего (чаще), золотистого цвета и/или потемнений металла в отдельных местах.

Способ устранения. Диск с пятнами перегрева ВСЕГДА следует заменять.

Следствие 2. Перегрев диска может быть вызван низкокачественными колодками.

Способ устранения. При обнаружении пятен перегрева на диске вместе с диском ВСЕГДА необходимо менять колодки.

Причина №3. Переменная толщина диска. (Колодка периодически теряет контакт с диском, именно это и вызывает вибрации.)

Следствие 1. Неправильная приработка фрикционных поверхностей нового диска и колодок. (Плавное нажатие на тормоз с умеренным усилием в первоначальный период обкатки тормозов обеспечивает правильную притирку фрикционных поверхностей и снижает риск образования переменной толщины диска; следствие 1 может возникнуть, если приработка была выполнена неправильно.)

Способ устранения. Допуск на отклонение толщины диска по всей рабочей поверхности составляет 0,035 мм. При обнаружении неравномерности толщины диска вне допуска требуется его замена, включая парный диск на оси. Изменение толщины диска в пределах допуска можно попробовать устранить повторной приработкой.

Если повторная приработка не привела к успеху, то диск можно проточить, используя специальное приспособление. При этом необходимо убедиться, что остаточная толщина диска позволяет это сделать, а также биение ступичной части установленного диска не превышает значения 0,05 мм.  После чего фрикционную поверхность необходимо сгладить, обеспечив шероховатость 3,2,  а колодки лучше заменить. Если проточить диск невозможно, то его придется менять.

Следствие 2. Заклинивание суппорта. (Заклинивание поршня или спаренных поршней суппорта ведет к тому, что на каждую сторону диска действуют разные силы, которые могут неравномерно изнашивать диск, меняя его толщину и нарушая параллельность рабочих поверхностей.)

Способ устранения. Причиной может быть коррозия или грязь. Поэтому следует выполнить обслуживание суппорта, а диск и колодки заменить.

Причина №4. Загрязнение, коррозия или наличие дефектов на фрикционной поверхности диска.

Следствие 1. Во время торможения материал некачественных колодок может неравномерно переноситься на диск. Это способно привести к местному износу диска.

Способ устранения. При небольшом изменении толщины диска нужно металлической щеткой и наждачной бумагой удалить отложения на диске. И, заменив колодки, попробовать заново приработать диск. При неудовлетворительном результате диск придется заменить.

Следствие 2. «Отпечатки» тормозных колодок. Удержание педали тормоза при сильном перегреве диска может привести к местному переносу материала колодки на поверхность диска и образованию «отпечатка» колодки в виде хорошо заметного ее контура. Неравномерность фрикционных свойств поверхности диска может вызвать вибрацию.

Способ устранения. Обычно бывает достаточно удалить «отпечаток» с помощью металлической щетки или наждачной бумаги.

Следствие 3. Дефекты поверхности тормозного диска – раковины или каверны, вызванные выкрашиванием поверхности некачественного диска или «открытием» внутренних пустот.

Способ устранения. Заменить некачественный диск.

Шум

Симптомы. Неприятные звуки, сопровождающие процесс торможения, – одна из главных причин обращения в сервис. Шумы при торможении возникают в результате высокочастотных вибраций компонентов тормозной системы, элементов подвески, ступицы колеса или рулевого управления. Вибрация, порождающая шум, может возникать даже в подшипниках и шаровых опорах, хотя чаще всего обвиняют в наличии шума колодки и другие детали тормозной системы. Наличие вибраций в деталях тормозной системы – явление обычное, но их частота должна находиться ниже предела, который воспринимает человеческое ухо. Ощутимый шум возникает только при усилении вибрации, причиной которой чаще всего называют резонансные явления. Водитель различает микровибрации, низкочастотные (скрипы) и высокочастотные (визг, писк…) шумы.

Причина №1. «Низкий» шум (частота менее 300 Гц), появившийся в результате макровибраций компонента тормозной системы, например диска.

Следствие 1. Неправильная посадка ступицы.

Способ устранения. Произвести обслуживание ступицы. При необходимости заменить подшипник ступицы или ступицу в сборе.

Следствие 2. Неправильная толщина диска или его повреждение.

Способ устранения. Заменить диск.

Причина №2. Среднечастотная вибрация – скрип. (Обычно частота от 300 до 5000 Гц.) Как правило, следствие микровибраций определенного компонента тормозной системы автомобиля.

Следствие 1.  Заклинивание поршня суппорта и/или скользящих деталей одного из суппортов.

Способ устранения. Очистить и смазать поверхность направляющих и сопряженных деталей суппорта. ВНИМАНИЕ! Смазка на основе меди может привести к быстрой коррозии алюминиевых деталей тормозной системы, поэтому Federal-Mogul рекомендует использовать только высокотемпературные смазки на основе керамики.

Следствие 2. Дефекты рабочей поверхности диска из-за неправильной сборки или задира фрикционного материала.

Способ устранения. Провести действия по обеспечению плоскостности диска (см. раздел «Вибрация», причина №1) или проточить поверхность диска.

Следствие 3. Ошибки в монтаже колодок. (Типично для колодок, предназначенных для определенной стороны.)

Способ устранения. Правильно установить колодки.

Следствие 4. Неверное размещение противошумных приспособлений (накладок).

Способ устранения. Правильно установить противошумную накладку и другие принадлежности.

Следствие 5. Толщина диска меньше минимально допустимой величины.

Способ устранения. Срочно заменить диск.

Причина №3. Высокочастотная вибрация – визг (частота выше 5000 Гц).

Следствие. Чаще всего она является следствием «молекулярной» вибрации фрикционного материала в процессе прижатия колодки к поверхности диска.

Способ устранения. Заменить комплект тормозных колодок. Проверить соответствие принадлежностей и правильность их установки.

Часть 2

Специалисты Federal-Mogul разработали алгоритм устранения причин, связанных с возникновением шума и вибрации, позволяющий провести по шагам последовательную диагностику тормозной системы автомобиля по состоянию ее компонентов. Алгоритм позволяет ничего не упустить при диагностике и в то же время не выполнять повторно операций, «съедающих» рабочее время мастера. Здесь помещено краткое описание последовательности работ.

Порядок демонтажа:

1. вывесить автомобиль;
2. проверить, свободно ли вращается колесо (если нет, то тормоза не «отпускают» колесо);
3. снять колесо и проверить детали тормозной системы, обратить внимание на:
   1. царапины;
   2. неравномерную приработку тормозных колодок;
   3. неравномерный или конусообразный износ колодок;
   4. наличие ступеньки по наружному краю рабочей поверхности тормозного диска;
   5. равномерность толщины диска (произвести замер в 10 точках по периметру диска);
   6. наличие протечек тормозной жидкости;
   7. наличие повреждения направляющего штифта;
4. убедиться, что установлены правильно выбранные колодки;
5. убедиться, что колодки правильно прижимаются к поверхности диска;
6. убедиться, что колодки правильно отводятся;
7. убедиться, что колодки не заклинивает в направляющих суппорта;
8. убедиться, что все скобы и пружины в наличии и установлены правильно;
9. снять колодки и осмотреть рабочие поверхности для анализа потенциальных проблем, которые могут быть связаны с возникновением вибрации и шума.

Симптом 1. Неравномерный клиновидный износ колодок (в некоторых автомобилях используют колодки клиновидной формы, поэтому сначала проверить технические характеристики автомобиля и убедиться, что на этом автомобиле не установлены клиновидные колодки или что некоторый клиновидный износ считается нормой из-за особенности конструкции ряда тормозных механизмов).

Причина. Поврежден суппорт, заклинивание в направляющих суппорта, чрезмерные зазоры в суппорте.

Способ устранения. Отремонтировать или заменить суппорт, заменить колодки.

Симптом 2. Неравномерный износ поверхности колодок.

Причина. Чрезмерный износ тормозного диска. Видны ступеньки по внешнему и внутреннему краю рабочей поверхности.

Следствие. Скрип, вибрация, преждевременный износ колодок.

Способ устранения. Заменить тормозные диски и колодки.

Симптом 3. Неравномерный износ одной или нескольких колодок на одной и той же оси.

Причина. Заклинивание в направляющих или заедание поршней суппорта.

Следствие. При торможении автомобиль «ведет» в сторону, неравномерный быстрый износ колодок, скрип и вибрация.

Способ устранения. Провести обслуживание суппорта и подвижных частей тормозной системы. Заменить колодки. Проверить диски.

Симптом 4. Повреждение несущей пластины.

Причина. Неправильная сборка, чрезмерное усилие при монтаже.

Следствие. Низкая эффективность торможения, неравномерный износ, шум и вибрация.

Способ устранения. Заменить комплект тормозных колодок.

Симптом 5. Шумопоглощающее покрытие или противошумная накладка повреждены поршнем суппорта.

Причина. Поршень не до конца возвращается в исходное положение, либо присутствует постоянное интенсивное торможение, вызывающее перегрев колодки.

Следствие. Перегрев, шум.

Способ устранения. Отремонтировать суппорт и затем заменить комплект колодок. 

 Симптом 6. Чрезмерный износ одной или нескольких колодок на одной оси.

Причина. Заедание направляющих или поршней суппорта. Может приводить к заносу автомобиля в сторону при торможении, торможение сопровождается скрипом и вибрацией.

Способ устранения. Провести обслуживание суппорта и всех подвижных деталей тормозной системы.

Самый простой способ не допустить появления вибраций и шума – это обеспечить с самого начала правильную сборку тормозной системы, воспользовавшись рекомендациями Federal-Mogul:

• демонтировать колодки и очистить все направляющие суппорта;
• очистить упорные бобышки приливов суппорта и колодок от чрезмерных загрязнений и ржавчины (плохое скольжение, как и чрезмерный зазор, может вызвать неравномерный износ колодок одной оси, скрежет и вибрации);
• смазать направляющие штифты и направляющие смазкой. (Еще раз обращаем внимание, что специалисты Federal-Mogul не допускают применения смазки на основе меди.) Проверить состояние резиновых колпачков направляющих штифтов (дефектные заменить), если они предусмотрены конструкцией. Несмазанные направляющие могут стать причиной заклинивания, клинообразного износа и шумов;
• проверить свободный ход поршня, утопив его полностью (это важно с точки зрения предотвращения повреждения защитных чехлов);
• убедиться, что колодки свободно устанавливаются в суппорт. При необходимости удалить заусенцы с кромок несущей пластины тормозных колодок. Если колодка не может свободно перемещаться внутри суппорта, то из-за неплотного соприкосновения с диском возникнет скрежет и впоследствии приведет к неравномерному износу колодок;
• смазать точки соприкосновения между несущей пластиной и направляющими суппорта, не допуская попадания смазки на фрикционный материал;
• установить датчик износа (если предусмотрен конструкцией);
• затянуть крепежные болты суппорта (лучше использовать новые болты), резьбу зафиксировать фиксатором химического типа (например, Loctite), соблюдать момент и рекомендованную последовательность затяжки;
• после сборки суппорта надавить (несколько раз) на педаль тормоза, пока ход педали не составит 1/3 полного ее хода;
• убедиться, что тормоз работает нормально, подводя и отводя колодки от диска;
• установить колесо и убедиться, что оно свободно вращается;
• если колесо вращается свободно и тормозится при нажатии на педаль тормоза, то автомобиль готов к эксплуатации;
• провести дорожное испытание и убедиться в полной работоспособности системы. Информировать владельца о способе правильной обкатки для приработки поверхностей трения тормозной системы. Рекомендуется избегать чрезмерных нагрузок на тормоза в течение первых 200 км после замены колодок для предотвращения перегрева вследствие меньшей контактной поверхности сопряженных рабочих поверхностей. Вторая фаза притирки тормозов заключается в термостабилизации фрикционного материала. Это означает использование более интенсивного торможения для разогрева фрикционного материала. Эта фаза завершается после пробега 500 км.

Редакция благодарит за помощь в подготовке материала технического специалиста компании Federal-Mogul Максима Атарова.